WO2011113234A1

WO2011113234A1 - 多输入多输出波束赋形***的下行资源调度方法及发送端

Info

Publication number: WO2011113234A1
Application number: PCT/CN2010/073931
Authority: WO
Inventors: 肖华华; 鲁照华; 张万帅
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-06-13
Publication date: 2011-09-22
Also published as: CN102196582A; EP2549818A4; JP5564122B2; EP2549818A1; CN102196582B; US20130003691A1; US8743755B2; JP2013522978A

Description

多输入多输出 ΐ ^赋形***的下行

资源调度方法及发送端技术领域本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多输入多输出波束赋形（ Multiple Input Multiple Output Beam forming , 简称为 MIMO+BF ) ***的下行资源调度方法及发送端。背景技术波束赋形基于自适应天线原理，利用天线阵列通过先进的信号处理算法分别对各天线单元加权处理，使天线阵列实时对准有用信号方向，而在千扰方向形成零点以抑制千扰信号。从而提高信噪比，提升***性能，增加*** 的覆盖范围。图 1是才据相关技术的基于线性天线阵列的波束赋形***示意图。多输入多输出（Multiple Input Multiple Output, 简称为 MIMO ) 是在发送端和接收端分别安置多根天线的通信***，它能提高链路的稳定性或者在不增加带宽资源的情况下增加***的吞吐量。 MIMO和波束赋形相结合，形成一种同时具有两种技术的优点的新技术，即， MIMO波束賦形，简称 MIMO + BF。它既具有波束赋形的抑制干扰信号的优点，又具有 MIMO 的提高链路可靠性或传输速率的优点。

MIMO波束赋形一般有两种实现方案。图 2a是冲艮据相关技术的 MIMO 波束赋形的实现方法的示意图一，整个天线阵列有 M才^天线，将这 M个天线分成 N个子阵列，每个子阵列形成一个波束，共 N个波束，这 N个波束形成了 MIMO***，其权值是一个 Μ χ Ν维的矩阵，其中，第 i列元素为第 i个子阵列的权值，矩阵中的元素除第 i个阵列对应的天线有非 0值外，其它的值为 0，比如，将 4 艮天线均分为两组，其权值为也可

以将权值表示成 = w₁₃, w₁₄ f向量形式，这两者是等价的。图 2b是根据相关技术的 MIMO波束赋形的实现方法的示意图二，整个天线阵列有 M 才艮天线，这 M个天线形成 N个波束，每个波束间构成 MIMO***，其权值是一个 M x N维的矩阵。在本申请中，将 MIMO波束赋形的权值统一表示成 M N的矩阵，记做 W。本申请所称的发送端为用来发送数据或者信息的设备，例如，宏基站、微基站等，本申请所称的用户为用来接收数据或者信息的各类终端，例如，移动台、手持设备、数据卡等。在 MIMO波束赋形的相关技术中，有些因素会限制***充分利用时频资源，降低了***的吞吐量。例如，微波接入全球互通（ Worldwide Interoperability for Microwave Access, 简称为 Wimax ) 16e十办议的部分使用子信道 ( Partially Used Sub-Channel, 简称为 PUSC ) 帧结构中， 10兆带宽的下行子信道被分成 6组（ Group )，图 8是根据相关技术的组资源的示意图，其中，奇数组包括 6个子信道，偶数组包括 4个子信道。由于资源采用分布式的映射，且使用专用导频，每个组资源只能使用一个波束赋形权值对数据进行波束赋形，而不同用户的波束赋形权值是不同的，因此，每个用户至少需要分配一个组 ( Group ) 的子信道，而 10兆带宽的下行子信道被分成 6组，所以在同一个时刻最多 6个用户有调度机会，从而限制了用户的接入个数。另外，如果有的用户只需要少量子信道资源（例如，一个子信道资源），在奇数组或者偶数组剩下的资源就浪费了。发明内容本发明的主要目的在于提供一种多输入多输出波束赋形***的下行资源调度方案，以至少解决上述问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种多输入多输出波束赋形***的下行资源调度方法。冲艮据本发明的多输入多输出波束赋形***的下行资源调度方法包括：发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分成用户组；根据用户组中的用户的调度优先级系数生成用户组的调度优先级系数；才据用户组的调度优先级系数为用户组分配组资源；以及根据用户组中的用户的调度优先级系数为用户组中的每个用户分配组资源中的子信道资源。进一步地，发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分成用户组包括：在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；在未分组用户中选取所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和基准用户组成一个用户组； ^"一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；重复执行上述步骤，直到未分组用户的个数为 0。进一步地，发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分成用户组包括：在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；在未分组用户中选择所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值且两两之间的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，与基准用户组成一个用户组； ^！夺一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；重复执行上述步骤，直到未分组用户的个数小于 2。进一步地，上述方法还包括：据用户组中的每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成用户组的波束赋形权值；以及使用用户组的波束赋形权值对用户组内所有被调度用户的数据进行波束赋形。为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种发送端。根据本发明的发送端包括：分组模块，用于根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值的距离将用户分成用户组；第一生成模块，用于才艮据用户组中的用户的调度优先级系数生成用户组的调度优先级系数；第一分配模块，用于 M居用户組的调度优先级系数为用户组分配资源；以及第二分配模块，用于坤 M居用户组中的用户的调度优先级系数为用户组中的每个用户分配上述组资源中的子信道资源。进一步地，分组模块包括：第一选取模块，用于在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；第二选取模块，用于在未分组用户中选取所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和基准用户组成一个用户组；第一转移模块，用于将一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；第一调用模块，用于在未分组用户的个数不为 0 的情况下，重复调用第一选取模块、所述第二选取模块、所述第一转移模块直至所述未分组用户的个数为 0。进一步地，分组模块包括：第三选取模块，用于在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；第四选取模块，用于在未分组用户中选择所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值且两两之间的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，与基准用户组成一个用户组；第二转移模块，用于将一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；第二调用模块，用于在未分组用户的个数大于或等于 2的情况下，重复调用第三选取单元、所述第四选取模块、所述第二转移模块直至所述未分组用户的个数小于 2。进一步地，上述发送端还包括：第二生成模块，用于艮据用户组中的每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成用户组的波束赋形权值；以及波束赋形模块，用于使用用户组的波束赋形权值对用户组内所有被调度用户的数据进行波束赋形。通过本发明，采用将用户 #^居 MIMO+BF权值分成用户组，为用户组分配组资源，然后为组中的用户分配子信道资源的方式，解决了相关技术中一个用户至少要分配一个组的资源的问题，进而达到了提高可接入的用户数和节约下行资源的效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图 1是#>据相关技术的基于线性天线阵列的波束赋形***示意图；图 2是才艮据 4目关技术的 MIMO+BF的实现方法的示意图；图 3是根据本发明实施例的多输入多输出波束赋形***的下行资源调度方法的流程图；图 4是才^据本发明实施例的用户分组的示意图一；图 5是#>据本发明实施例的用户分组的示意图二；图 6是才据本发明实施例的用户分组的示意图三；图 7是才艮据本发明实施例的用户分组的示意图四；图 8是根据相关技术的组资源的示意图；图 9是 #>据本发明实施例的发送端的结构框图；图 10是根据本发明实施例的发送端的具体的结构框图一；图 11是根据本发明实施例的发送端的具体的结构框图二图 12是根据本发明实施例的发送端的具体的结构框图三；以及图 13是根据本发明实施例的发送端的另一种结构框图。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来佯细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。多输入多输出波束赋形***可以采用图 2所示的波束赋形***，该*** 包括：发送端及其下属用户。图 3是根据本发明实施例的多输入多输出波束赋形***的下行资源调度方法的流程图，该方法包括以下步像：步骤 S302,发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分成用户组；步骤 S304, #居该用户组中的用户的调度优先级系数生成该用户组的调度优先级系数；步骤 S306, 据该用户组的调度优先级系数为该用户组分配组资源；以及步骤 S308, #居该用户组中的用户的调度优先级系数为该用户组中的每个用户分配组资源中的子信道资源。由于相关技术中资源采用分布式的映射，且使用专用导频，每个组资源只能使用一个波束赋形权值对数据进行波束赋形，而不同用户的波束赋形权值是不同的，因此，每个用户至少需要分配一个组（Group ) 的子信道。该实施例将用户冲艮据 MIMO+BF权值分成用户组，为用户组分配组资源，然后为组中的用户分配子信道资源，解决了相关技术中一个用户至少要分配一个组的资源的问题，从而提高了可接入的用户数，同时，节约了下行资源。优选地，发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分成用户组包括：在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；在未分组用户中选取所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和基准用户组成一个用户组；将上面组成的一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；重复执行上述步骤，直到未分组用户的个数为 0。该实施例通过选取所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和基准用户组成一个用户组， 4吏得一个用户组中的用户的输入多输出波束赋形权值是相近的，从而同一用户组中的用户能够使用共同的权值进行波束赋形。图 4是根据本发明上述优选实例的根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分组的示意图，该方法包括：步骤 S401, 发送端将当前搜索集合 Ω_ε初始化为发送端服务的所有用户集合 Ω, 即 Ω_ε =Ω; 已分组用户集合为 ί^=0,设已分组的个数 =1。步骤 S402, 发送端按一定的搜索原则在当前搜索集合 Ω_ε中选取一个索引为 /的用户 ^作为第一个用户组的基准用户。其中，选择的基准用户可以是排序在第一位的用户、随机选择的用户、信噪比最高的用户、调度优先级最高的用户或者及时性最高的用户。步骤 S403, 对中的用户进行循环，选取其中的每一个用户。步骤 S404, 计算中其他所有用户 j ( =l,---|O_c|,7≠7，：）与用户 ^的 MIMO+BF权值的距离 d = d(W W_I 其中， d_{t j} = d(W_l,W_J)包括以下之一： d(W_l,W_J) = A_m WV^I-W_]W_J ^ri). =(∑ ∑ 1 )- ：、

„ = max{| - Y,-,\w^_N - _N \"}， {W_rW_r ^H -W_;W )表示矩阵 WV¹

的最大特征值，为两个用户中的用户 ^z '的多输入多输出波束赋形权值，

wi')为用户对应的第《J根发送天线到第 /个波束的多输入多输出波束赋形权值系数， W_j = 为两个用户中的用户 '的多输入多输出波束赋

形权值，为用户 '对应的第 ?77根发送天线到第 /个波束的多输入多输出波束赋形权值系数， m = \X---M , 1 = 1,2, ···, N , A 为发送端的所有天线的个数， N为发送端的所有天线发送的所有波束的个数， /?>0为设置的常数。 i 表示对矩阵进行转置共轭计算。步骤 S405, 判断 i ,., ≤7¾ 是否成立，其中， 7 ^是预先设定的值。如果判断结果为是，则进入步骤 S406, 否则，进入步骤 S407。步骤 S406, 将用户 _/和基准用户构成一个用户组集合 ί\。步骤 S407, 对 ί¾中的用户进行循环，选取其中的每一个用户。通过上述步骤，选取了所有满足 ≤7 w的用户 7·和基准用户构成一个用户组集合所有属于^的用户构成一个用户组。步驟 S408, 将已分组用户集合更新为 =0^ 0₉, 当前搜索集合更新为 Ω_ε =Ω- Ω,

⁶ J，即，将用户组的用户从未分组用户集合中移到已分组用户集合中。令 = + 1。步骤 S409, 判断是否为空集，如果是，则流程结束，否则，返回步骤 S402。图 5是根据本发明上述优选实例的根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分组的示意图，该方法包括：步骤 S501, 发送端将当前搜索集合 Ω_ε初始化为发送端服务的所有用户集合 Ω，即 Ω_ε =Ω; 已分组用户集合为 Ω^=0,设已分组的个数？ = 1。步 « S502，将所有用户的权值转 4匕成向量形式，即， W^vec V^ , vec 为矩阵向量化操作，向量为矩阵里的所有元素或者所有非零元素组成的向量，为第个用户的 MIMO+BF权值， = 1,' ，，为用户的个数。例如，矩阵 = , 将该矩阵向量化可以得到其中的一个 W_i={a_n,a_n,a_2l,a₂₂), 然后，将^重新编号得到 ^ = ( ^,Μ^,Μ^, w_i4)。步骤 S503，发送端按一定的搜索原则在当前搜索集合 Ω_ε中选取一个索引为 /的用户 ^作为第一个用户组的基准用户。其中，选择的基准用户可以是排序在第一位的用户、随机选择的用户、信噪比最高的用户、调度优先级最高的用户或者及时性最高的用户。步骤 S504，对中的用户进行循环，选取其中的每一个用户。步骤 S505, 计算 ί\中其他所有用户 j ( j =

) 与用户的 MIMO+BF权值的距离 d_j , 其中， d_u = d^W^包括以下之一：

«,¾) =∑J^-^广、 (W_t,W;.) = (∑_k\w._k-w_k T、 d„) = max{| w_j -w_{t l} \ -,\ _Wj、_L -w_{i L} | ，其中， ^ = (^. ,， w_{; 2} ,…， w )^r或者^ = (w_u , i^.₂， ...， w )为两个用户中的用户的多输入多输出波束赋形权值的向量化形式， _u用户对应的所有多输入多输出波束赋形权值系数中的一个， = 0 ₁,w ₂，.",w )^r 或者

^ = (^wu,^wu, 为两个用户中的用户 ·的多输入多输出波束赋形权值的向量化形式，为用户 _对应的所有多输入多输出波束赋形权值系数中的一个， / = 1,2,···,Τ , 为每个用户多输入多输出波束赋形权值矩阵里元素的个数或者非零元素的个数， ρ〉0为设置的常数。步骤 S506, 判断 , ≤7¾r是否成立，其中， 7¾r是预先设定的值。如果判断结果为是，则进入步骤 S507, 否则，进入步骤 S508。步骤 S507, 将用户 _ /和基准用户构成一个用户组集合 ί\。步驟 S508, 对中的用户进行循环，选取其中的每一个用户。通过上述步骤，选取了所有满足 , ≤7¾r的用户 '和基准用户构成一个用户组集合 Ω_α, 所有属于 Ω。的用户构成一个用户组。步骤 S509, 将已分组用户集合 _f更新为。, = 0,1]^^, 当前搜索集合更新为 Ω_ε=Ω- 即，将用户组 ί\的用户从未分组用户集合中移到已分组用户集合中。令 = + 1。步骤 S510，判断 Ω_ε是否为空集，如果是，则流程结束，否则，返回步骤 S503。优选地，发送端冲艮据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分成用户组包括：在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；在该未分组用户中选择所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值且两两之间的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，与基准用户组成一个用户组；将上述组成的一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；重复执行上述步骤，直到未分组用户的个数小于 2。该实施例通过选取所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户且两两之间的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和基准用户组成一个用户组，使得一个用户组中的用户的输入多输出波束赋形权值是更为相近，从而同一用户组中的用户能够使用共同的权值进行波束赋形。图 6是根据本发明上述优选实例的根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分组的示意图，该方法包括：步骤 S601, 发送端计算其下属的所有 N„个用户的任意两个用户之间的 MIMO+BF距离 =d(^,/^) , i,j = \,2,---,N_u , 且 _/≠''。步骤 S602，发送端将当前搜索集合0_£初始化为发送端服务的所有用户集合 Ω, 即 Ω_ε=Ω, 已分组用户集合为 Ω_{/ =}0,设已分组的个数 =1。步骤 S603, 发送端按一定的搜索原则在当前用户集合 Ω_ε中选取一个索引为 /的用户作为当前用户组的基准用户，同时

= 。其中，选择的基准用户可以是排序在第一位的用户、随机选择的用户、信噪比最高的用户、调度优先级最高的用户或者及时性最高的用户。步骤 S604, 发送端 4夺用户和所有其他满足 MIMO+BF 权值的距离 d ≤7¾r的且其两两之间的距离小于等于 7¾r的索引为 j 的用户 u 组成一个用户组集合 Ω„。 ¾r为预先设置的值。 d ^d{W_l,W_])色括以下之一： 'w 匪 ^H-w„、

„ .)=∑ 1 - 、 )=(∑ ∑ 1 )- 、

„ = max{| - \ -,\w^⁽ _N -w^_N | , 其中， - ^w,^w )表示矩阵 WV^ -WjW 的最大特征值，为两个用户中的用户 ^z '的多输入多输出波束赋形权值，

w^)用户 i对应的第根发送天线到第 /个波束的多输入多输出波束赋形权值系数，为两个用户中的用户 ·的多输入多输出波束赋形

权值，为用户对应的第》ί根发送天线到第 /个波束的多输入多输出波束赋形权值系数， τη = 1,2 ··,Μ , 1 = ί,2,--·,Ν, Μ为发送端的所有天线的个数，

N为发送端的所有天线发送的所有波束的个数， /?>0为设置的常数。 Wi^H表示对矩阵 ^进行转置共轭计算。得到用户集合的具体方法为：将满足 ^≤7¾r的用户放入集合中，从 ^^中选择一个用户（该用户不是用户 ^ )，将 i¾_mp中与该用户的

MIMO+BF 权值的距离大于 7¾ 的用户剔除，从更新后的中再选择一用户（与之前选择的用户不相同）， 4夺 ¾_mp中与该新选择的用户的 MIMO+BF 权值的距离大于 7¾ 的用户剔除，依次类推，最终使得 emp中所有用户两两之间的距离小于等于 ¾r , 此时令 Ω₉ = ¾_mp。在对 ^中用户进行剔除时，可以不用执行到最后使得 _mp中所有用户两两之间的距离小于等于可选择一次或多次剔除后，将该 ^作为 Ω₉。步驟 S605 , 将已分组用户集合 _f更新为 = U Ω₉ , 当前搜索集合更新为 Ω_ε=Ω- Ω,，即，将用户组的用户从未分组用户集合中移到已分组用户集合中。令 = + 1。步骤 S606, 判断 |Ω_ε|≥2是否成立，如果是，则返回步據 S603, 否则，流程结束。图 7是根据本发明上述优选实例的根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分组的示意图，该方法包括：步骤 S701, 发送端计算其下属的所有个用户的多输入多输出波束赋形权值的向量化形式 = veciW, )， vec为矩阵向量化操作，向量为矩阵里的所有元素或者所有非零元素组成的向量，为第 ^个用户的 MIMO+BF权值， i = \,2,'-',N_u。步驟 S702, 发送端计算其服务所有个用户的任意两个 z'J用户之间的向量形式的 MIMO+BF权值的 3巨离 . =t ( , )， z,; =l,2,---,N_a, j≠i。 d_J = d(W₁,W_J)包括以下之一：

d(W,,W;.) = (∑_k\w._k-w_k T、 d„) = max{| w_j -w_{t l} \ -,\ _Wj、_L -w_{i L} | ，其中， ^ = (^. ,， w_{; 2} ,…， w )^r或者^ = (w_u , i^.₂， ...， w )为两个用户中的用户的多输入多输出波束赋形权值的向量化形式， _u用户对应的所有多输入多输出波束赋形权值系数中的一个， = 0₁,w ₂，.",w )^r 或者

^ = (^wu,^wu, 为两个用户中的用户 ·的多输入多输出波束赋形权值的向量化形式，为用户 _对应的所有多输入多输出波束赋形权值系数中的一个， / = 1,2,···,Τ , 为每个用户多输入多输出波束赋形权值矩阵里元素的个数或者非零元素的个数， ρ〉0为设置的常数。步骤 S703, 发送端将当前搜索集合初始化为发送端服务的所有用户集合 Ω, 即 Ω_ε =Ω, 已分组用户集合为 Ω_{/ =}0，设已分组的个数 =1。步驟 S704, 发送端按一定的搜索原则在当前用户集合 Ω_ε中选取一个索引为 /_¾的用户作为当前用户组的基准用户，同时其中，选择的基准用户可以是排序在第一位的用户、随机选择的用户、信噪比最高的用户、调度优先级最高的用户或者及时性最高的用户。步骤 S705, 发送端 4夺用户和所有其他满足 MIMO+BF 权值的距离 d. , ≤ w"的且其两两之间的距离小于等于 ¾r的索引为 j的用户 w 组成一个用户组集合 Ω。。 Thr为预先设置的值。得到用户集合 ¾的具体方法为：将满足 ^≤7¾r的用户放入集合中，从 ^中选择一个用户（该用户不是用户 ^ )，将中与该用户的 MIMO+BF 权值的距离大于 7¾r的用户剔除，从更新后的中再选择一个用户（与之前选择的用户不相同）， ¾_mp中与该新选择的用户的 MIMO+BF 权值的距离大于 7¾r的用户剔除，依次类推，最终使得 ^中所有用户两两之间的距离小于等于 7 ?r , 此时令 Ω₉ = Q,_emp。在对 _emi)中用户进行剔除时，可以不用执行到最后使得 _en¥)中所有用户两两之间的距离小于等于 7¾r ,可选择一次或多次剔除后，将该作为 ₉。步骤 S706，将已分组用户集合更新为

当前搜索集合更新为 Ω_ε =Ω- Ω ₇ 即，将用户组 ί\的用户从未分组用户集合中移到已分组用户集合中。令2 = ? + 1。步骤 S707, 判断 |Ω_ε|≥2是否成立，如果是，则返回步骤 S704，否则，流程结束。优选的，两个用户的多输入多输出波束赋形权值的距离 d_j = ( ^ , )包括以下之一：

=(∑ ∑ ι )- ：、

„ = max{| - Y,-,\w^_N - _N \"}，其中， U ^ - ^w,^w )表示矩阵 " -WjW¹的最大特征值，为两个用户中的用户的多输入多输出波束赋形权值，

w 用户 i对应的第才艮发送天线到第 /个波束的多输入多输出波束赋形权值系数, 为两个用户中的用户 ·的多输入多输出波束赋形

权值， w( 为用户对应的第根发送天线到第 /个波束的多输入多输出波束赋形权值系数， ηι = \，1，···,Μ , / = 1,2,---,N, M为发送端的所有天线的个数， N为发送端的所有天线发送的所有波束的个数， p > 0为设置的常数。该实施例给出了几种计算多输入多输出波束赋形权值距离的方法，使得多输入多输出波束赋形权值距离的计算更为灵活。优选地，两个用户的多输入多输出波束赋形权值向量化形式的距离 d_] = d(W_l,W_J)包括以下之一：

*,¾)

d(W„W;.) = (∑_k\w._k-w_k Τ、 d{W₁,W_j) = m^{\w_], -w_tl \^p,-,\w_]N -w_iL \"}，其中， ^ = (w , w_{; 2} ,… , w._L )^r或者^ = (w_u ' w.₂ , ... , )为两个用户中的用户的多输入多输出波束赋形权值的向量化形式， _u用户对应的所有多输入多输出波束赋形权值系数中的一个， ^ = O_l，w ₂,. ，w ;f 或者 ^二^ ¹^,…,¹^ 为两个用户中的用户 ·的多输入多输出波束赋形权值的向量化形式， Μ _Λ,为用户 _对应的所有多输入多输出波束赋形权值系数中的一个， / = 1,2,· · ·,Τ , 为每个用户多输入多输出波束赋形权值矩阵里元素的个数或者非零元素的个数， ρ > 0为设置的常数。该实施例给出了几种计算向量形式的多输入多输出波束赋形权值距离的方法，使得多输入多输出波束赋形权值距离的计算更为灵活。优选地，居用户组中的每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成用户组的波束赋形权值；使用用户组的波束赋形权值对用户组内所有被调度用户的数据进行波束赋形。在进行波束赋形之后，将数据发送给用户。该实施例对一个用户组的用户使用一个波束赋形权值进行波束赋形，使同一组的用户的数据可以在相同的组资源内传输。优选地，居用户组中的每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成用户组权值包括：生成用户组的多输入多输出波束赋形权值

W_BF

, 其中， ^为用户组中被调度的第个用户的多输入多输出波束赋形权值，用户组中被调度的用户数为 S , α,.是用户组中的第 ζ·个用户的加权系数，为非负数，且 ^₌₁ ί¾ = 1。该实施例实现了生成用户组的多输入多输出波束赋形权值。优选地，丄或者尸，其中，是用户组中被调度的第 ^个用户

S

所分配的子信道资源的大小， Ρ是用户組中所有被调度的用户所分配的子信道资源的总和。该实施例限定了《,.的取值，从而达到了生成用户组的多输入多输出波束赋形权值的目的。例如，发送端当前调度的用户组有三个用户，分别为

, 对应的波束赋形权值分别为，W₂，W₃ , 则该用户组的权值 = + ^ + ） / 3。又如，发送端当前调度的用户组有三个用户，分别记为^^,^，对应的波束赋形权值分别为 , fF₂，，各自分配的资源所占的比例分别为 p,_Pl,p^ A +p₂ +p₃ = 1。则该用户组的权值 W_BF = p_xW + p₂W₂ + p,W₃。优选地， M居用户组中的用户的调度优先级系数生成用户组的调度优先级系数包括：计算用户组中的每个用户的调度优先级系数 ς，其中， z = l,2,---N_g, N_g为用户组中所有用户的个数；以及生成用户组的调度优先级系数 P = £ ，其中， Α是用户组中的第 ^ζ'个用户的加权系数。该实施例居组内用户的优先级生成用户组的优先级，从而实现了以用户组为单位进行资源的调度。下面通过具体实施例说明上述优选实例，一个发送端下面艮务的用户被分成三个用户组： ^ ={u_u,M_u,---,M_mi} , £¾ ={u₂„U₂₂,---,U_2Ni} 和，… 计算每个用户组内用户的优先级系数，其中， Q ={_Μι1,Μ₁₂，.··，Μ_1ΛΓι}中的用户的优先级系数 = , ₂ = c₁₂ ,… = c_Wi ' ί¾= {u_2] , Μ₂₂ ,… , Μ_2ΛΓ2 }中的用户的优先级系数 Ρ₂₁ =c_2l,P₂₁ =c₂₂,---,P_2N2 =c_1N2 , ¾ ={Μ₃₁，ί₃₂,···，ί _3Λί3}中的用户的优先级系数 P_W3 =_Cw3。生成第一组、第二组和第三组用户组的优先级系数为 =2^₁；9,. , =∑ϋ² ₁ ¾ ' ρ=τ!^β 。如果 >尸₂> ₃，则第一组用户可以最先调度，其次是第二组用户，再次是第三组用户。第一组用户在被分配了一个资源块后，将这个资源块内的资源按组内每个用户的优先级系数分配，优先级别大的用户优先调度。第二、三组用户分配资源后，按组内每个用户的优先级系数分配资源，优先级别大的用户优先调度。本发明还提供了一个优选实施例，将上述优选实施例的方案进行了结合，下面对此予以描述：一个发送端下面 JJ良务的用户有 N„个，所有用户集合表示成 Ω, 用户 ^己为 Μ,.，对应的权值为 MxN的矩阵， z=l,2，. ,N„。设定一个门限值为 7¾r。按下述方法对用户进行分组：

1)发送端将当前搜索集合 Ω_ε初始化为发送端服务的所有用户集合 Ω , 即 Ω_ε =Ω; 已分组用户集合为 =0,g = l;

2)发送端按一定的搜索原则在当前搜索集合 Ω_ε中取一个索引为 /_g的用户 w₇作为第一个用户组的基准用户，然后，计算 Ω_ε中其他所有用户 _/ ( j =

) 与用户 w 的 MIMO+BF权值的 ]E巨离 =ί (^.,ίΓ )，并选取所有满足 ≤7¾ 的用户 j'构成一个用户组集合 ί 。两矩阵的

MIMO+BF权值的距离 =∑ ∑Γ=」 ) - \^P。

3)将已分组用户集合更新为 = U , 当前搜索集合更新为 _{Ω =Ω}__Ω 即，将用户组 Ω。的用户从未分组用户集合移到已分组用户集合中。

4 ) 重复执行步骤 2 ) 和 3 ) 直到为空集。设最后用户被分成三组 Ω, } ,

Ω, ={u _i,u _i,''、uJ。则按照 ^下方法为用户分配资源：

1 )计算每个用户组内用户的优先级系数，其中， ={M_U,M_i2,…， }中的用户的优先级系数 ^c_u,P_]2^c_n,-,P_Wi =c_Wi , ί¾ ={_Μ2ΐ,_Μ22,·.·,_Μ2Λ¾}中的用户的 4尤先级系数尸 ₂₁ =c₂₁，尸 ₂₂ -¾,···, _2ΛΓι =c_1Ni ' Ω, ={ _3ΐ, ₂，..·， }中的用户的优先级系数

2 )分别计算第一组、第二组、第三组用户组的优先级系数 = ^_Cli ,

' 尸 ₃=∑Ιί₁Α½。如果 >尸_{2 > 3} , 则第一组用户可以最先调度，其次是第二组用户，再次是第三组用户。第一组用户被分配了一个资源块后，在这个资源块内的资源分配也是按组内每个用户的优先级系数进行的，优先级别大的用户优先调度。第二、三组用户分配资源后，按组内每个用户的优先级系数调度资源，优先级别大的用户优先调度。第一个组对应的 ΜΙΜΟ 波束赋形权值为 ^^，^^，…，^^，那么该组的

ΜΙΜΟ 波束赋形权值计算为 ) = (W_In + W_Iu , +■■■+, W_I 、1 N\。用同样的方法根据组内用户的波束赋形权值计算得到第二组用户和第三组用户的波束赋形权值分別为第一组用户用 MIMO波束赋形权值作用其数据后，通过相应天线发送出去，第二组用户用 MIMO波束赋形权值作用其数据后，通过相应天线发送出去，第三组用户用 MIMO波束赋形权值作用其数据后，通过相应天线发送出去。图 9是根据本发明实施例的发送端的结构框图，该发送端包括：分组模块 92 , 第一生成模块 94, 第一分配模块 96, 第二分配模块 98。其中，分组模块 92 ,用于根据下属用户的多输入多输出波束赋形波束赋形权值的距离将用户分成用户组；第一生成模块 94耦合至分组模块 92 , 用于根据用户组中的用户的调度优先级系数生成用户组的调度优先级系数；第一分配模块 96 耦合至生成模块 94 , 用于根据用户组的调度优先级系数为用户组分配资源；以及第二分配模块 98耦合至第一分配模块 96, 用于根据用户组中的用户的调度优先级系数为用户组中的每个用户分配资源。图 10是坤 M居本发明实施例的发送端的具体的结构框图一，分组模块 92 包括：第一选取模块 1002, 第二选取模块 1004，第一转移模块 1006, 第一调用模块 1008。其中，第一选取模块 1002, 用于在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；第二选取模块 1004 合至第一选取模块 1002，用于在未分组用户中选取所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和基准用户组成一个用户组；第一转移模块 1006 禺合至第二选取模块 1004,用于夺一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；第一调用模块 1008耦合至第一转移模块 1006，用于在未分组用户的个数不为 0 的情况下，重复调用第一选取模块 1002、第二选取模块 1004、第一转移模块 1006直至未分组用户的个数为 0。图 11是根据本发明实施例的发送端的具体的结构框图二，分组模块 92 包括：第三选取模块 1102，第四选取模块 1104，第二转移模块 1106，第二调用模块 1108。其中，第三选取模块 1102 , 用于在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；第四选取模块 1104耦合至第三选取模块 1102 , 用于在未分组用户中选择所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值且两两之间的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，与基准用户组成一个用户组；第二转移模块 1106耦合至第四选取模块 1104 , 用于将一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；第二调用模块 1108耦合至第二转移模块 1106 , 用于在未分组用户的个数大于或等于 2的情况下，重复调用第三选取模块 1102、第四选取模块 1104、第二转移模块 1106直至未分组用户的个数小于 2。图 12 是艮据本发明实施例的发送端的具体的结构框图三，该发送端还包括：第二生成模块 1202, 波束赋形模块 1204。其中，生成模块 1202 , 用于根据用户组中的每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成用户组的波束赋形权值；以及波束赋形模块 1204耦合至生成模块 1202 , 用于使用用户组的波束赋形权值对用户组内所有被调度用户的数据进行波束赋形。图 13 是 ^艮据本发明实施例的发送端的另一种结构框图，该发送端还包括：用户分组模块 1302 ,调度优先级系数计算模块 1304,资源分配模块 1306, 波束赋形模块 1308。其中，用户分组模块 1302，对应于分组模块 92，用于对发送端所属的用户进行分组。调度优先级系数计算模块 1304 耦合至用户分组模块 1302 , 对应于第一生成模块 94，用于计算每个用户组内用户的调度优先级系数，并根据每个用户组内用户的调度优先级系数计算该用户组的调度优先级系数。资源分配模块 1306耦合至调度优先级系数计算模块 1304，对应于第一分配模块 96和第二分配模块 98, 用于根据每个用户组的调度优先级系数为用户组分配资源，才艮据组内用户的调度优先级系数，为组内用户分配资源。波束赋形模块 1308耦合至资源分配模块 1306，用于 ^艮据组内每个用户的 MIMO波束赋形权值，计算用户组的 MIMO波束赋形权值，并 4夺该用户组的数据流用这个组的 MIMO波束赋形权值加权后发送出去。使用上述装置进行资源调度包括：一个发送端下面 Λ良务的用户有 N„个，所有用户集合表示成 Ω , 用户 i己为 _M;.，对应的权值为 MxN的矩阵 , i = 2,"',N_u。设定一个门限值为 7¾r。用户分组模块，发送端所属的用户进行分组， N„个用户被分成三个组

调度优先级系数计算模块，计算第一个用户组内用户的调度优先级系数 P_n =c_n,^₂ =c_1Afi ,并根据每个用户组内用户的调度优先级系数计算该用户组的调度优先级系数 =Χ^ ¾。计算第二个用户组内用户的调度优先级系数尸 ₂₁ =c₂₁，P₂₂ =<½,…，尸 ₂ =c_2Ni，并才艮据每个用户组内用户的调度优先级系数计算该用户组的调度优先级系数 p₂=2^² _iy^_2i。计算第三个用户组内用户的调度优先级系数尸 ₃₁ =c ,…！_N =c , 并根据每个用户组内用户的调度优先级系数计算该用户组的调度优先级系数；^二^^³^.^。资源分配模块，居每个用户组的调度优先级系数为用户组分配资源，根据用户组内用户的调度优先级系数，为组内用户分配资源。波束赋形模块，根据组内每个用户的 MIMO波束赋形权值，计算这个用户组的 MIMO 波束赋形权值，得到三个用户组的波束赋形权值为 W^,W^ W^。并将该用户组的数据流用这个组的 MIMO波束赋形权值加权后发送出去。综上所述，通过本发明，解决了相关 4支术中 MIMO波束赋形用户不能共用同一组资源的问题，提高了无线通讯***的时频资源利用率，增加了用户的接入个数。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步樣，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书一种多输入多输出波束赋形***的下行资源调度方法，其特征在于，包括以下步

发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将所述用户分成用户组；

根据所述用户组中的用户的调度优先级系数生成所述用户组的调度优先级系数；

才艮据所述用户组的调度优先级系数为所述用户组分配组资源；以及根据所述用户组中的用户的调度优先级系数为所述用户组中的每个用户分配所述组资源中的子信道资源。根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将所述用户分成用户组包括：

在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；

在所述未分组用户中选取所有与所述基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和所述基准用户组成一个用户组；

将所述一个用户组中的用户从所述未分组用户中移到已分组用户中；

重复执行上述步樣，直到所述未分组用户的个数为 0。根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将所述用户分成用户组包括：

在所述未分组用户中选取一个用户作为基准用户；

在所述未分组用户中选择所有与所述基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值且两两之间的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于所述预定值的用户，与所述基准用户组成一个用户组；

将所述一个用户组中的用户从所述未分组用户中移到已分组用户中；重复执行上述步骤，直到所述未分组用户的个数小于 2。根据权利要求 2或 3所述的方法，其特征在于，两个用户的多输入多输出波束赋形权值的距离 d_j = d(W_i,W_J)包括以下之一：

diW^ ) = max{| ― ，.··， I ^_N― _N }，其中 ' >_ax Wi^H - ww" )表示矩阵 - ww"的最大特征值 ' 为所述两个用户中的用户的多输入多输出波束赋

形权值， ι^为所述用户 i对应的第根发送天线到第 /个波束的多输入多输出波束赋形权值系数， W, 为所述两个用户中的用

户 _ 的多输入多输出波束赋形权值，为所述用户 ·对应的第™冲艮发送天线到第 /个波束的多输入多输出波束赋形权值系数， w = 1, 2, · · · ,Μ， 1 = ί,2,···,Ν , Μ为所述发送端的所有天线的个数， N为所述发送端的所有天线发送的所有波束的个数， ρ > 0为设置的常数。根据权利要求 2或 3所述的方法，其特征在于，两个用户的多输入多输出波束赋形权值的距离 = d^W^)包括以下之一： ) =^-1∑ W ) = 1'、

d(W_t, = max{ I w_j - w_hl | w. . 」其中， = (w _l ,w ₂,---, w_iL )^r或者^ = (w^ , w_i ,···, w _L )为所述两个用户中的用户的多输入多输出波束赋形权值的向量化形式， ¾为所述用户 i 对应的所有多输入多输出波束赋形权值系数中的一个，

W_s = (w _l ,w_]2,---, w_]L 或者 = (w_jA , ₂ ,… , J为所述两个用户中的用户 j的多输入多输出波束赋形权值的向量化形式，为所述用户 j对应的所有多输入多输出波束赋形权值系数中的一个， / = 1,2,…，， J为每个用户的多输入多输出波束赋形权值矩阵里元素的个数或者非零元素的个数， ρ>0为设置的常数。根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述用户组中每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成所述用户组的波束赋形权值；以及

使用所述用户组的波束赋形权值对所述用户组内所有被调度用户的数据进行波束赋形。根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，根据所述用户组中的每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成所述用户组的波束赋形权值包括：生成所述用户组的多输入多输出波束赋形权值 W_BF = ^._=ι , 其中， Wi为所述用户组中被调度的第 ζ·个用户的多输入多输出波束贼形权值 , 所述用户组中被调度的用户数为 S , ,是所述用户组中的第个用户的加权系数，为非负数，且∑^ ⁼¹。根据权利要求 7所述的方法，其特征在于， =丄或者％ = /p, 其中，是所述用户组中被调度的第个用户 S

所分配的子信道资源的大小， P是所述用户组中所有被调度的用户所分配的子信道资源的总和。根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，根据所述用户組中的用户的调度优先级系数生成所述用户组的调度优先级系数包括：

计算所述用户组中的每个用户的调度优先级系数 ς. , 其中， z = l,2,---N_g, N 为所述用户组中所有用户的个数；以及生成所述用户组的调度优先级系数 Ρ =∑Ας. , 其中， Α是所述用户

=1

组中的第 ζ·个用户的加权系数。

10. 一种用于多输入多输出波束赋形***的发送端，其特征在于，包括：分组模块，用于根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值的距离将所述用户分成用户组；

第一生成模块，用于^ f艮据所述用户组中的用户的调度优先级系数生成所述用户组的调度优先级系数；

第一分配模块，用于根据所述用户组的调度优先级系数为所述用户组分配资源；以及

第二分配模块，用于^^据所述用户組中的用户的调度优先级系数为所述用户组中的每个用户分配所述组资源中的子信道资源。

11. 根据权利要求 10所述的发送端，其特征在于，所述分组模块包括：第一选取模块，用于在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；第二选取模块 , 用于在所述未分组用户中选取所有与所述基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和所述基准用户组成一个用户组；

第一转移模块，用于将所述一个用户组中的用户从所述未分组用户中移到已分组用户中；

第一调用模块，用于在所述未分组用户的个数不为 0的情况下，重复调用所述第一选取模块、所述第二选取模块、所述第一转移模块直至所述未分组用户的个数为 0。

12. 根据权利要求 10所述的发送端，其特征在于，所述分组模块包括：第三选取模块，用于在所述未分组用户中选取一个用户作为基准用户；

第四选取模块，用于在所述未分组用户中选择所有与所述基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值且两两之间的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于所述预定值的用户，与所述基准用户组成一个用户组；第二转移模块，用于将所述一个用户组中的用户从所述未分组用户中移到已分组用户中；

第二调用模块，用于在所述未分组用户的个数大于或等于 2的情况下，重复调用所述第三选取单元、所述第四选取模块、所述第二转移模块直至所述未分组用户的个数小于 2。

13. 根据权利要求 10所述的发送端，其特征在于，还包括：

第二生成模块，用于根据所述用户组中每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成所述用户组的波束赋形权值；以及

波束赋形模块，用于使用所述用户组的波束赋形权值对所述用户组内所有被调度用户的数据进行波束赋形。